SE503340C2 - Förfarande och anordning för införande av bränslestavar i gallren i kärnbränslepatroner - Google Patents

Description

sos 340 _2_ bränslestavarnas kapsling här-rörande fjäll som samlas i gallercellerna också den fria tvärsektionsarean hos cellen och stör följaktligen genomströmningen av reaktorkylmedel.

Problemet med repor på bränslestavarna är välkänt och olika försök har gjorts för att lösa det. Sålunda föreslås enligt US-patentet 3 757 403 att man, innan bränslestavar- na skjuts in i sina galler, underkastar dessa en kylningsbehandling som genomförs i fuktig atmosfär på sådant sätt att det bildas en rimfrostliknande beläggning på varje bränslestav som skall verka som smörjmedel vid inskjumingen av bränslestaven genom gallren, en ftmktion som denna rimfrostbeläggning naturligtvis blott kan utöva så länge som den förblir intakt och inte skrapats bort av de utskjutande delarna i gallercellerna.

En amian teknik som är avsedd att möjliggöra repningsfri bränslestavsinföring är föremål för US-patenten 3 795 040 och 3 892 027, som föreslår att man först inför en stavliknande ljäderundanuyckare med i stort sett kvadratisk tvärsektion genom de axiellt i linje med varandra liggande cellerna i gallren och därefter vrider fiäderundannyckaren kring sin längdaxel en viss vinkel så att anslag på fiädrande väggpartier i gallercellerna trycks ur vägen för de bränslestavar som skall sättas in. Därefter låses de fjädrande väggparlierna i sina utböjda lägen med hjälp av nycklar som införs fràn sidan i galler- cellerna, vaneñer fiäderundanttyckaren dras ut och bränslestaven skjuts in. Slutligen frigörs de fjädrande partierna i gallercellerna och går tillbaka till sina normala lägen i anliggning mot bränslestaven.

I det japanska patentdokumentet nr. 53-11294 beskrivs en av rostfritt stål utförd anordning som bildar ett block från vilket fyra tunna skenor med samma längd som en bränslestav sträcker sig och är anordnade cylindriskt i kvadratur och parallellt med och på avstånd från varandra. Före insättning av en bränslestav i bränslepatronsskelettet placeras bränslestaven mellan de nmna skenoma, som skall verka som skydd för staven, varvid de från blocket bortre ändama av skenorna hålls i läge med en kring skenoma och bränslesta- ven placerad ring. Därefter införs hela arrangemanget genom att skjutas genom de i linje med varandra anordnade cellerna i gallren, samtidigt som de fyra skyddsskenoma hålls i linje med gallercellutsprången mellan dessa och bränslestavens kapsling. När denna insättning är färdig vrids hela anordningen kring sin längdaxel till ett läge där man beräknar kunna dra ut skyddsskenoma på sidan om bränslestaven och de utsprång som skall hålla bränslestaven, varefter ringen vid ena änden tas bort och den enhet som består av -3- 503 340 ändblocket och skenorna skall kunna dras ut vid andra änden, förutsatt att samtliga skyddsskenor har lossnat från utsprängen i gallren och fortfarande ligger ostörda rakt och platt mot den insatta bränslestaven.

I sökandens EP 0 196 609 Al beskrivs ett arrangemang för att underlätta insättningen av bränslestavar i en bränslepatron. Detta arrangemang omfattar första organ som är axiellt införbara i cellerna i bränslepatronens galler ñr att böja undan fjädrama i dessa till tillbakadragna lägen och andra organ som lateralt kan skjutas in i gallren för att hålla de påverkade fiädrama i sina tillbakadragna lägen efter borttagandet av de första organen och vid införandet av bränslestavarna, varvid rörelserna hos dessa första och andra organ är linjär. Slutligen beskriver sökandens EP 0 251 317 A2 en fiäderhällande anordning som är avsedd att användas för att dra tillbaka utspräng i form av gallerfiädrar, vilka är arrangerade i par, med fjädrarna i varje par anordnade rygg-mot-rygg i förhållande till varandra och inskjutande i var sin av två varandra närbelägna gallerceller.

Dessa tidigare tekniker, med undantag ñr den som vilar på alstringen av rimfrostliknande avsättningar som smörj medel, nödvändiggör användning och manipulering av en mångfald av varandra oberoende delar och element, och samtliga är avsedda att användas med en speciellt utformning av de bränslestavsstödande utsprång som används i stödgallren. Sålunda föreligger ett behov av ett annat närmande till problemet som inte vidlåds av dessa begränsningar och det huvudsakliga ändamålet med föreliggande upp- ñnning är att tillfredsställa detta behov.

För detta ändamål avser uppfinningen en anordning för införande av bränslestavar i gallren i kämbränslepatroner och förfarande vid användning av denna apparat enligt bifogade patentkrav avseende anordning respektive förfarande.

Det tunnväggiga rörformade verktyget enligt uppfinningen är ett enhetligt element som är kapabelt att ge det önskade skyddet utan att nödvändiggöra användning av ytterligare hjälpmedel som behöver hanteras separat. Dessutom är detta verktyg enligt uppfinningen med avseende på sin användbarhet inte begränsat till något speciellt utförande av stödutsprången i gallren och införandet av det i gallercellerna medför praktiskt taget ingen risk för att fjädrande organ inom gallercellerna skall pressas ut i sådan grad att deras verkan försämras. sos 340 _4_ Det föredragna förfarandet vid användning av apparaten enligt uppfinningen innebär att man först skjuter in det rörformade verktyget i stödgallrens celler och därefter skjuter in bränslestaven i det så införda verktyget. Alternativt kan verktyget tele- skopliknande monteras på bränslestaven och därefter tillsammans med denna införas i stödgallrens celler. Införandet av verktyget före bränslestaven medför speciell fördel för det fall att de gallerceller som skall uppta bränslestaven är kombinerade med blandnings- vingar av det slag som vanligen anordnas på gallren i bränslepatroner för att förbättra omblandningen i kylmedelsflödet. Om anordningen används vid dylika galler kommer det från början insatta verktyget att skydda omblandningsvingarna från att stötas och skadas av bränslestaven, samtidigt som bränslestaven skyddas från att bli repad av utsprången inom gallercellerna. l detta sammanhang bör nämnas att införandet av själva verktyget, dvs. utan inneliggande bränslestav, möjliggörs av den enda längsgående slits som sträcker sig över verktygets hela längd och som, vid insättningen av verktyget, medför att utsprången inom gallercellema lätt böjer väggen i verktyget, varvid dock slitsen inte stör den strukturella integriteten och stabiliteten hos rörväggen i sådan grad att den bucklas till under inverkan av den tryckkraft som påverkar verktyget i längdriktningen när det skjuts in i cellerna i en hel sats av stödgaller. Dessutom ger det tunnväggiga rörfonnade verktyget maximalt repningsskydd eftersom den längsgående slitsen har en vidd som är tillräcklig ßr att utesluta överlappning mellan väggpartier i det verktyget bildande metallröret utrned slitsen, men dock är otillräcklig för att något utsprång skall kunna komma in i slitsen, och eftersom dessutom verktygets vägg, frånsett slitsen, är solid att det inte föreligger någon risk för periferiell förskjuming av väggmaterialet som skulle kunna medföra en breddning av slitsen i sådan grad att ett utsprång i gallercellen skulle ktmna komma in i slitsen och till kontakt med kapslingsytan på insatt bränslestav.

Om en bränslestav skall införas i galler som inte är försedda med blandnings- vingar eller, om de har sådana, där beröring mellan vingarna och en införd bränslestav är osannolik med hänsyn antingen till utförandet och/eller placeringen av vingarna eller formen på den undre ändproppen i bränslestaven (dvs. proppen vid den främre ändan vid införandet av bränslestaven), kan det vara önskvärt att använda det andra ovan nämnda sättet som medför att bränslestaven och skyddsverktyget införs samtidigt och, som närmare _5_ sus 340 beskriveti detalj senare, möjliggör att införande av bränslestav och efterföljande utdragning av skyddsverktyget kan genomföras i ett kontinuerligt arbetsförlopp.

Föredragna utföranden enligt uppfinningen beskrivs som exempel med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka: Figur 1 är en sidbild, delvis i snitt, av en konventionell bränslepatron, visad i vertikal förkortning och med delar för tydlighets skull borttagna; Figur 2 är en isometrisk delbild av bränslepatronens skelett som visar två stödgaller och partier av bränslestavar inskjuma genom några av gallercellerna; Figur 3 är ett förstorat delsnitt genom ett av stödgallren, taget utmed linjen III-III i figur 1 med samtliga bränslestavar utom två utelämnade och två bränslestavar visade som gående genom ett rörformat skyddsverktyg; Figur 4 är ett tvärsnitt taget utmed linjen IV-IV i figur 3; Figur 5 illustrerar schematiskt en sedvanlig anordning för isättning av bränslesta- var tillsammans med en i längdrikmingen förkortat visad bränslepatron, i läge för ilastning; Figur 6 är en förstorad delvy av en gripare i den i figur 5 visade bränslestavsin- föraren och av ett ändparti av en bränslestav och en ändpropp i längdsnítt; Figur 7 är en förstorad och delvis sektionerad bild av ett skyddsverktyg enligt uppfinningen visad i ßrkortad form; Figurerna 7A-C schematiskt visar olika faser vid användningen av verktyget enligt figur 7 för införandet av bränslestavar i gallren i bränslepatronen, av vilken blott de övre gallren visas; Figur 8 är ett tvärsnitt genom skyddsverktyget taget utmed linjen VIII-VIII i figur 7; Figur 9 är ett längdsnítt genom en modifikation av skyddsverktyget, visat i förkortad form; 503 340 _6_ Figurema 9A-B schematiskt visar olika faser vid användningen av skyddsverktyget enligt figur 9 för införandet av bränslestavar i bränslepatronens galler, av vilka blott det undre visas; Figur 10 är en bild liknande figur 7 ehuru av en ytterligare modifikation av verktyget; Figurerna 10A-C visar schematiskt olika faser vid användningen av verktyget enligt figur ; Figur 11 är en förstorad, isomen-isk delvy av övre ändpartiet av skyddsverktyget enligt figur 10 och av undre ändpartiet av ett verktyg som används för utdragning av skyddsverktyget efter införandet av en bränslestav; Figur 12 är en vy liknande figur 7 ehuru av ytterligare en modifikation av skyddsröret; och Figurerna 12A-C visar schematiskt olika faser vid användningen av skyddsverktyget enligt figur 12.

Den i figur l visade bränslepatronen 10 är av det slag som allmänt används vid tryckvattenreaktorer. Den har en undre ändkonstruktion, en bottendysa 12, som är avsedd att bära bränslepatronen på den inte visade undre härdplalïan i en kämreaktor, med gejdrörfickor 14 anslutna till bottendysan 12 och gående uppåt från denna, tvärliggande stödgaller 16 som ligger på avstånd från varandra utmed rörñckorna 14 och fästa vid dessa, ett instrumenteringsrör 20 som sträcker sig i längdled vid bränslepatronens mitt och en övre ändstruktrrr, toppdysan 22, som är fäst vid de övre ändama av rörñckorna 14. Dessa delar bildar -tillsammans en sammanhängande enhet som brukar kallas bränslepatronens skelett.

Den fullständiga bränslepanonen har ett arrangemang av bränslestavar 18 som är införda i skelettet på ett sätt som framgår i det följande och som bärs av gallren 16 i ett anangemang parallellt med varandra. Varje bränslestav 18 har ett kapslingsrör 23 som är hermetiskt tillslutet vid båda ändarna med ändproppar 26, 28 och är fyllt med bränslekutsar 24 som hålls stadigt staplade i röret med en trycldjäder 30 anordnad mellan den övre ändpluggen 26 och kutsstapeln. Vid reaktorns drift avger de av fissilt material bestående bränslekutsarna värme som avlägsnas ur reaktorhärden med ett flytande som moderator verkande kylmedel, exempelvis vatten eller vatten som innehåller bor. Klyvningsförloppet -7- 503 340 styrs medelst här inte visade styrstavar som är anslutna till en i toppdysan monterad styrmekanism 34, med vilken styrstavarna kan bibringas axiell rörelse in i och ut ur valda gejdrörfickor 14 på väl känt sätt.

I figur 1 visas blott några stycken av bränslepatronens stödgaller 16. I typfallet finns det åtta eller tio stycken, som vardera, som visat i figurerna 2, 3 och 4, utgör en cellbildande konstruktion som består av en mångfald innerskenor 40 som är inskjutna i och förbundna med varandra på ett äggkartongliknande sätt, så att det bildas öppna celler som visat vid 42, samt av yttre, perifera skenor 44 som vid ändarna är förbundna med varandra och anslutna till de yttre ändarna på de inre skenorna 40, så att hela gallerkonstruktionen blir stadig. De inre och yttre gallerskenorna är utförda av material med lågt neutron- fångande tvärsnitt, såsom exempelvis en zirkonlegering som är känd under beteckningen Zircaloy och de är försedda med utsprång, såsom utsprången 46 och 48, se figur 43 och 4, som skjuter ut från de cellbildande skenpartierna in i respektive celler 42 ßr att fjädrande hålla och i sidled stöda den i cellen införda bränslestaven. Avståndet mellan utsprången på varje par av skenpartier som bildar motsatta väggar i en cell 42 är något mindre än ytterdiametem hos en bränslestav som skall tas upp i cellen, varvid skillnaden vid införandet av bränslestaven utjämnas av fjädring hos utsprången, eller, om blott förhållandevis styva utsprång används, av fjädring hos skenpartierna själva.

Som tidigare nämnts, kan utsprången i de bränslestavarna upptagande cellerna i ett stödgaller ha olika form. I det visade utförandet består de av långsträckta fjädrar 46 och förhållandevis styva utpressningar 48 som är utformade i gallerskenorna, varvid varje cellbildande skenparti har en långsträckt fjäder 46 som skjuter in i den cell 42 som är belägen på ena sidan om skenpartiet och ett par styva utpressningar 48 som är belägna i närheten av de varandra motsatta ändarna av den långsträckta fjädern 46 och skjuter in i cellen 42 som ligger på andra sidan av samma skenparti. Sålunda är varje gallercell 42 försedd med två eftergivande fjädrar 46 som skjuter ut från två varandra närbelägna cellväggar och fyra förhållandevis styva utpressningar 48, arrangerade i två par som skjuter ut från de två återstående väggarna, så att det totalt fmns sex utsprång 46, 48 i varje gallercell 42 för att hålla den bränslestav 18 som sträcker sig genom cellen. Både fjädrarna 46 och utpressningarna 48 är i stort sett trapetsformade, varvid fjädrama 46 är orienterade så att de sträcker sig väsentligen parallellt med cellens längdaxel, dvs. i samma riktning 503 340 _8_ som kylmedlet strömmar, som bäst framgår av figur 4, och med utpressningama 48 orienterade så att de sträcker sig på tvären mot längdaxeln och kylmedelsflödet, som bäst framgår av figur 3. Andra arrangemang av de stavstödande organen är också kända.

Som framgår av figurerna 3 och 4 har det här delvis visade stödgallret omblandningsvingar 50 som sträcker sig från de övre kantpartierna på gallerskenorna 40, 44, dvs. nedströms i förhållande till kylmedlets strömningsrikming, och har till ändamål att understöda omblandningen i kylmedelsflödet utmed bränslestavarna för undvikande av lokala hetpunktsfórhållanden och för utjämning av entalpiökrringen ßr maximering av energiavgivningen.

Vanligen införs bränslestavarna i en bränslepatron från dess övre ända, antingen genom att dras in från den undre ändan av bränslepatronen eller genom att skjutas in från övre i beroende väsentligen av huruvida bränslepatronen är lätt tillgänglig från endera ändan, såsom vid tillverkning av en ny bränslepatron, eller är lätt tillgänglig blott från övre ändan, som vid rekonstitnering eller återihopsättning av en upprätrstående bränslepatron som är nedsänkt i fluid. Det bör i detta sammanhang nämnas att uttryck sådana som "övre", "undre" och dylikt här används med hänvisning till det upprätta arbetsläget hos en bränslepatron i drift, snarare än det läge i vilket bränslepatronen kan befinna sig vid införandet av en bränslepatron.

Figur 5 visar schematiskt en utrustning som i typfallet används för indragning av bränslestavar i ett skelett för dylika medan skelettet hålls liggande i horisontalläge och med sina övre och undre dysor ännu inte på plats. Utrustning omfattar ett bränslestavs- magasin 52 som innehåller ett antal bränslestavar, av vilka blott en visas vid 18, och en bränslestavsladdare 54 som är försedd med minst en utsträckbar gripare 56. Som framgår av figur 6 är griparen 56 försedd med en hylsa 57 och en expanderstång 60. Hylsan 57 är delvis uppslitsad longitudinellt f rån den bortre ändan och har där ett griparhuvud 58. Ex- panderstången 60 sträcker sig in i hylsan 57 och är axiellt rörlig i denna för utvidgning av griparhuvudet 58 och i motsatt riktning för att medge elastisk återgång av griparhuvudet 58 till sitt norrnala, oexpanderade tillstånd. När griparhuvudet 58 är i sitt inte utspända läge är det irrfisrbrrrr i och urrrrgrrrrrr rrr en lämplig: formad rrrragrrirrg 62 i rrrrare ärrrrproppérr zs i bränslestavarna 18 på sätt som exempelvis beskrivet i US patentskriften 4 716 018. När 503 340 griparhuvudet 58 är infört i urtagningen 62 kan griparhuvudet låsas i urtagningen genom _9- manövrering av expanderstängen 60.

Det första steget vid laddningen av en bränslestav är att bränslestavsskelettet (utan topp- och bottendysor) sätts på plats mellan magasinet 52 och laddaren 54 så att dess topp och botten vetter mot och ligger i linje med magasinet respektive laddaren, som framgår av figur 5. Med skelettet placerat på detta sätt dras laddarens gripare 56 genom gallercellerna och in i urtagningen 62 i ändproppen på den bränslestav 18 som ligger i linje med den i magasinet 52. Därefter manövreras expanderstaven 60 så att griparhuvudet 58 låses fast vid ändproppen 28, varefter griparen 56 dras tillbaka så att bränslestaven dras ut ur magasinet och in genom cellerna i samtliga stödgaller 16 i bränslepatronens skelett, varefter griparen lossas genom manövrering av expanderstaven. Förloppet upprepas tills alla bränslestavar är på plats.

Det är vid denna laddningsoperation som det är risk för att bränslestavarna, om de inte skyddas, skadas genom att deras kapsling får rispor på grund av att stavarna skrapar mot utsprången 46, 48 i de olika gallren.

Enligt föreliggande uppfinning skyddas varje bränslestav vid införandet i skelettet med hjälp av ett tunnväggigt rörforrnat verktyg som är så anordnat att dess vägg kommer att ligga mellan utsprången inom gallercellerna och den bränslestav som dras in i dessa.

Figurerna 7 och 8 visar det rörformade skyddsverktyget som bestående av ett tunnväggigt rör 70 med en innerdiarneter som i huvudsak motsvarar ytterdiametem på den bränslestav som skall omslutas, och med en längsgående slits 72 i rörväggen 71 som gör röret fjädrande inböjbart så att diametern minskas. Den i figur 2 visade slitsen 72 sträcker sig utmed rörets 70 hela längd. Den har en vidd som är tillräcklig för att röret skall kunna tryckas ihop i sådan grad att röret ensamt kan införas i gallercellerna väsentligen utan att orsaka utböjning av utsprången i dessa och som är tillräckligt vid för att utesluta överlappning av väggpartier utmed slitsen när en bränslestav är införd i röret, men som är otillräcklig för att medge att något av utsprången inom gallercellerna 42 tränger in genom slitsen 72. Röret 70 är företrädesvis av tillräcklig längd för att sträcka sig åtminstone genom alla stödgaller utom ett i den bränslepatron som skall laddas. 503 340 _10- Det tunnväggiga röret kan vara utfört av vilket lämpligt material som helst som är lämpat att förse med en längsgående slits med de ovan nämnda egenskaperna, varvid det vanligen föredragna materialet är rostfritt stål med en tjocklek som ligger huvudsakligen inom området från 0,15 till 0,20 mm. Det må i detta sammanhang nämnas att väggtjockle- ken hos det rör som visas i några av de olika ritningarna är överdriven för tydlighets skull.

Om så önskas kan rörets inre väggyta vara belagt med ett lämpligt antifriktionsrnaterial som är kemiskt kompatibelt med den omgivning i vilket röret skall användas, exempelvis polyteuafluoreten. För att underlätta införandet av det tunnväggiga röret 70 i cellerna 42 i de olika gallren 16, är det rör 70 som visas i figur 7 försett med ett avsmalnande, stympkoniskt 74 vid den ända som vid införandet är den främre Det rörformade verktyget har vidare försetts med två diametralt motstående hål 76 vid främre ändan genom vilka en pinne, figur 7C, kan stickas in för utdtagning av röret 70 från den införda bränslestaven.

Som tidigare nämnt möjliggör den längsgående slitsen 72 att röret lätt kan införas i gallercellerna 42 som sådant, det vill säga innan bränslestaven Vid insät- tningen av bränslestaven kommer sålunda röret 20 att tjäna det dubbla ändamålet att skydda omblandningsvingarna 50 från att skadas av bränslestaven och att skydda bränslestaven så att den inte skrapas av utsprången 46, 48.

Figm-erna 7A-C, i vilka referensbeteckningarna 16a och 16z betecknar det övre respektive det undre gallret i bränslepatzronen, visas skyddsverktyget 70 i figur 7A som infört i gallren 16 och färdigt att ta emot en bränslestav 18 från magasinet 52, figur 5. För iladdning av bränslestaven i gallren sträcks griparen 56 axiellt genom skyddsröret 70 som visat i figur 7A med en pil, skjuts in i och låses vid den undre ändproppen 28 i bränslestaven och dras därefter ut så att bränslestaven dras in i röret 70, varvid detta skyddar bränslestaven mot skrapning av utsprången i gallercellema.

När bränslestaven helt dragits in, som visat i figur 7B, hålls den lämpligen fast medan skyddsröret 70 förs vidare, exempelvis genom att skjutas från toppen, tillräckligt långt för att hålen 76 nära dess främre ända skall bli tillgängliga, figur 7C, där det kan fattas och dras vidare bort från bränslestaven 18. Lossande och full tillbakadragning av griparen 56 kan genomföras antingen efter användning av griparen för att hålla bränslesta- ven 18 i sitt införda läge vid bortdragningen av skyddsröret 70 eller omedelbart efter det -u- 503 340 att bränslestaven 18 nått sitt införda läge, i vilket fall bränslestaven 18 hålls fast på annat lämpligt sätt, exempelvis med en vid övre ändproppen 26 fäst anordning.

Figur 9 visar en modifikation av skyddsverktyget som där visas som bestående av ett uppslitsat rör 70” som i alla hänseenden liknar det just beskrivna så när som på att det inte har några hål för utdragningspinne utan i stället har sitt avsmalnande parti 74 avslutat med en inåtvikt läpp 80 som tillsammans med en ansats 59, figur 6, som bildas på griparen 56 vid föreningsstället mellan griparhuvudet 58 och hylsan 57, tjänar som organ för utdragning av skyddsröret 70' från en insatt bränslestav. Den invikta läppen 80 är så dimensionerad att den under utvidgning av griparen 56 i skyddsröret 70' grips och fjädrande stryks åt sidan av det inåt rörliga griparhuvudet 58 och därefter fjädrande snäppet tillbaka till sitt ursprungliga läge i vilket det därefter grips av ansatsen 59, figur 6, på griparhuvudet 58 när griparen 56 dras tillbaka och har dragit bränslestaven 18 till sitt fullt indragna läge, som visat i figur 9A. När väl bränslestaven 18 nått sitt helt indragna läge, påverkas griparen 56 så att dess huvud 58 lossar och kan dras ur urtagningen 62, varefter griparen 56 dras vidare ut, som visas i figur 9B, varvid ansatsen 59 på griparhuvudet i samverkan med den invikta läppen 80 på skyddsröret 70” drar ut skyddsröret från den inßrda bränslestaven 18 samtidigt som bråhslestaven på lämpligt sätt hålls fast i sitt insatta läge, exempelvis med en inte visad anordning, som inverkar på bränslestavens övre ändpropp. ' En ytterligare modifikation av skyddsverktyget enligt uppfinningen illustreras av figur 10 där verktyget också består av ett tunnväggigt rör 70" som i varje hänseende är ufirt som röret 70 i figurerna 7-8 så när som på att röret 70' inte har något avsmalnande ändparti utan har väsentligen samma diameter över hela sin längd. Följaktligen är skyddsröret 70' speciellt lämpat för användning vid bränslepatroner som inte är lätt tillgängliga underifrån och därför nödvändiggör att skyddsröret kan dras bort uppifrån. För att minska risken ßr att röret skall fastna på något av utsprången i gallercellema vid införandet, är det lämpligen försett med en snävring 82 som är utformad på den kant som skall vara ledande vid införandet. Organet för utdragning av skyddsröret 70” från en insatt bränslestav visas i figur 10 som en i stort sett L-formad slits 84 som är utformad i ett väggparti på röret i närheten av den ledande ändan hos röret vid dess utdragning, varvid ena benet i den L-formade slitsen sträcker sig in i rörväggen i en riktning som är i stort 0 3 3 4 0 _ 12 _ sett parallell med den längsgående slitsen 72, och det andra benet i den L-forrnade slitsen sträcker sig delvis periferiellt i röret 70" och företrädesvis avslutas i ett uppvikt tåparti, figur 11. I denna slits 84 kan man införa ett radiellt stift 88 som sitter på undre ändpartiet 86 av ett långsträckt verktyg 85 som är delvis införbart i röret 70". Mynningen på slitsen 84 kan lämpligen vara utvidgad för att underlätta införandet av verktyget 85.

I figur 10A visas skyddsverktyget 70' som infört i bränslepatronens galler färdigt för mottagning av en bränslestav 18. Om bränslepatronen vore lätt tillgänglig underifrån, skulle bränslestaven 18 kunna dras in i skyddsverktyget på samma sätt som tidigare beskrivet, men det antas här att så inte är fallet och att därför bränslestaven 18 måste skjutas in i verktyget uppifrån, vilket kan ske på vilket lämpligt sätt som helst och kan utföras med användning av det långsuäckta verktyget 85.

När väl bränslestaven inßrts i skyddsverktyget 70", lästs undre ändpartiet 86 på verktyget 85 vid övre ândpartiet av skyddsverktyget 70", samtidigt som det radiella stiftet 88 på detta införs i L-slitsen 84 så att det ingriper i tåpartiet på denna slits. Därefter dras skyddsverktyget 70" ut från den insatta bränslestaven 18, som visat i figur IOC, samtidigt som bränslestaven hålls kvar på lämpligt sätt, exempelvis med en i verktyget 85 ingående stång som kan skjutas till sådant läge att den kan hållas mot den övre ändproppen 26 i den införda bränslestaven samtidigt som skyddsröret 70' dras ut från den införda bränslestaven med verktyget 85.

Det bör nämnas att vart och ett av de skyddsverktyg 70, 70' och 70” som beskrivits, också kan införas i stödgallren 16 ensamma, det vill säga utan bränslestaven som här beskrivet, eller samtidigt med en bränslestav, applicerad på denna. Om en bränslestav skall sättas in i gallerceller som är försedda med omblandningsvingar, är det sannolikt att firedra att skyddsröret insätts före bränslestaven för att skydda vingarna från att skadas genom kontakt med bränslestaven, på sätt som tidigare beskrivits. Införandet av skyddsverktygen 70, 70' eller 70” ensamt, kan genomföras under lämplig styrning och skjutning eller dragning av rörverktyget in i ifrågavarande celler 42. Om införandet skall ske genom dragning, kan en liknande teknik användas som vid utdragning av verktyget från en insatt bränslestav på det sätt som ovan beskrivits med hänvisning till figurerna 7C, 98 resp. figur l0C. 503 340 Figurerna 12 och 12A-C illustrerar ett utförande vid vilket skyddsverktyget är _13- anordnat för insättning tillsammans med en bränslestav. Som bäst framgår av figur 12 består skyddsverktyget här av ett tunnväggigt rör 90 som skall uppta bränslestaven och ett organ 94 som skall användas både för dragning av själva skyddsverktyget tillsammans med i röret 90 anordnad bränslepatron in i gallren och för utdragning av skyddsverktyget från den införda bränslestaven. Röret 90 motsvarar väsentligen röret 70” i figur 10, men organet 94 för indragningen av skyddsverktyget tillsammans med bränslestaven och för därpå följande utdragning av skyddsverktyget består av en ändpropp 94 som är fäst vid röret 90 vid dess ena ända. Proppen 94 är utförd på samma sätt som den i figur 6 visade proppen 28 och kan därmed användas på samma sätt i ingrepp med ett griparhuvud 58.

Vid användning av skyddsverktyget enligt figur 12 anordnas det först teleskopiskt på den bränslestav 18 som skall införas, varefter bränslestaven inßrs i en lad- dningsoperation av samma slag som beslnivet med hänvisning till figur 5, så när som på att nu gríparhuvudet 58 i den utsträckta griparen 56 sitter fast vid ändproppen 94 på skyddsverktyget 90, se figur 12A, i stället för vid den undre ändproppen 28 i bränslesta- ven. Vid tillbakadragning av griparen 56 dras skyddsverktyget tillsammans med bränsle- staven in genom cellerna 42 tills den nått det läge som visas i figur 12B, varefter bränsle- staven 18 hålls fast så att den inte kan röra sig ytterligare samtidigt som griparen 56 med de: ferrfemdde vid denna fasdasre skyddsverktyget 90 dm videre, er en skyddsverktyget dras bort från den införda bränslestaven, figur l2C.

I detta fall, liksom i de föregående, hindras den insatta bränslestaven att ytterligare röra sig med något lämpligt medel, exempelvis något som kan manipuleras manuellt eller som bärs av bränslestavsmagasinet 52, figur 5, och är anordnat att automatiskt gripa den övre ändpluggen på bränslestaven när bränslestaven lämnar magasinet för att nå sitt fullt införda läge inom bränslepatronen.

Dessutom eller alternativt kan detta gripande åstadkommas genom att arrangera så att skyddsverktyget när det innehåller bränslestav sträcker sig genom samtliga stödgaller i en bränslepatron så när som på slutgallret l6a eller l6z som ligger närmast den ända på skyddsverktyget som ligger närmast dess eftersläpande ända vid utdragning av skyddsverk- tyget från den införda bränslestaven. Med vart och ett av de arrangemang som visats i figurerna 7A-C, 9A-B och 12A-C, i vilka de olika skyddsverktygen dras nedåt, är det 0 3 3 4 0 _ 14 _ ändgaller som ligger närmast den eftersläpande ändan på verktyget det övre gallret l6a, medan med det arrangemang som visas i figurerna 10A-C, där utdragningen av verktyget sker i riktning uppåt, det ändgaller som är närmast den eftersläpande ändan av skyddsverk- tyget är det undre gallret 16z.

Den åtgärden att lämna ett ändparti av den helt införda bränslestaven frilagd kan användas vid vilket som helst av de här beskrivna åtgärderna, exempelvis blott i förbindelse med de utföranden som visas i figurerna 12A-C. Som bäst framgår av figur 12B, en sådan längd att det övre ändpartiet på bränslestaven 18 är exponerat. När skyddsverktyget 90 till- sammans med den liggande bränslestaven når det fullt införda läget vid införandet, kommer sålunda dess övre ända att glida av från utsprången 46, 48 inom det övre gallrets l6a cell 42. Detta medför att utsprången 46, 4g under friktion griper kring änden på bränslestaven och kan hålla fast denna också när griparen 56 och det ännu vid derma fastsittande skyddsverktyget 90 fortfarande dras tillbaka. På detta sätt kan införandet av bränslestaven och utdragningen av skyddsverktyget från den insatta bränslestaven genomföras i ett kontinuerligt arbetsförlopp. Det är troligt att sättet att lärnna ett ändparti av bränslestaven fritt vid införandet inte sannolikt behöver medföra någon slcrapning av kapselytan eftersom det nakna ändpartiet kommer i direkt rörlig kontakt med utsprårrgen på blott en enda gallercell och rörelsen hos bränslestaven i förhållande till utsprången kom mer att upphöra nästan omedelbart efter det att sådan direkt kontakt uppstått.

Ehuru de ovanstående utföringsformerna har beskrivits med hänvisning till blott ett skyddsverktyg 70, 70', 70” resp. 90, och ehuru det naturligtvis är möjligt att använda ett enda verktyg upprepade gånger fór laddning av ett flertal bränslestavar i ßljd, är det klart att det i praktiken kan vara lämpligt att använda ett separat skyddsverktyg ßr var och en av en mångfald bränslestavar. Sålunda kan skyddsrör av de slag som visats i figurerna 7-8, figur 9, figur 10 eller figur 12 placeras på var sin i en hel sats av bränslestavar i ett magasin 52 och laddas samtidigt i en bränslepatron. Alternativt kan en hel sats skyddsverk- tyg, såsom de i figurema 7-8, figur 9 eller figur 10 införas i gallren i en bränslepatron för att samtidigt ta emot bränslestavar vid laddningsoperationen. Detta sistnämnda sätt ger speciell fördel om det används med det slag av skyddsverktyg som illustreras av figur 10 och i förbindelse med ett nytt bränslepatronskelett som skall sändas till och därefter laddas med bränslepatroner i en kärnkraftanläggning. När skyddsverktyg kan eller måste införas _ß_ so: 340 och dras ut vid samma ända av en bränslepatron, exempelvis dess topp, kan det vara lämpligt att lmippa ihop ett flertal rör, exempelvis genom att hålla dem hängande i en gemensam plattform med ändarna på skyddsrören anslutna till plattformen och med öppningar som möjliggör införandet av bränslestavar till respektive rör. Företrädesvis skulle en sådan plattform vara försedd med organ som är hopkopplingsbara med lämplig anordning för lyftning av plattformen tillsammans med de till densamma anslutna skyddsverktygen efter fullbordandet av insättningen av hränslestavarna.

Slutligen är det klart att även om uppfinningen har beskrivits här i förbindelse med en bränslepauon som är avsedd för användning i en tryckvattenreaktor, är den tillämplig likaväl vid bränsleknippen för kokvattenreaktorer.

Claims (15)

503 340 _ 16 _ PATENT KRAV

1. Anordning för underlättande av repningsfritt införande av en bränslestav i celler i stödgaller som bildar del av en kämbränslepatron och som är försedda med utspráng för fjädrande fasthállning och lateral stödning av bränslestavar som är införda i cellerna, varvid denna apparat omfattar ett rörformat verktyg, anordnat att placeras så att dess väggar kommer att ligga mellan dessa utspräng och bränslestaven vid bränslestavens införande i cellerna, kännetecknad av att det rörformade verktyget (70, 70', 70", 90) innefattar ett metallrör med en innerdiameter väsentligen motsvarande ytterdiametem på bränslestaven (18), en väggtjocklek väsentligen från 0,15 mm till 0,20 mm. och en längsgående slits (72, 92) i sin tunna vägg över hela sin längd så att dess vägg är fjädrande deforrnerbar under minskning av rördiametem, varvid demia slits (72, 92) har en vidd som är tillräcklig för att utesluta överlappning av delar av väggen utmed slitsen och otillräcklig för att nagot av nämnda utspráng (46, 48) skall kunna intränga i slitsen (72, 92) när det rörformade verktyget är i läge med sin tunna vägg mellan utspràngen (46, 48) och bränslestaven ( 18).

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att rörverktyget (70, 70', 70", 90) har en längd som är tillräcklig för att sträcka sig över åtminstone samtliga galler (16) utom ett när det är anordnat inom cellerna (42).

3. Anordning enligt krav 2, kännetecknad av att det rörformade verktyget (70, 70', 70", 90) har en längd tillräcklig för att verktyget skall sträcka sig genom samtliga galler (16) när det är anordnat inom galleroellerna (42).

4. Anordning enligt krav 1, 2, eller 3, kännetecknad av att det rörfonnade verktyget (70, 70', 70", 90) består av rostfritt stål.

5. Anordning enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att verktyget innefattar utdragningsorgan (76, 80, 84, 96) anordnade för ingrepp med ett hjälpmedel för utdragning av verktyget axiellt frän en insatt bränslestav ( 18). 503 340 _17-

6. Anordning enligt krav 5, kännetecknar! av att verktyget (70, 70') har ett ändparti med stympkonisk form vid den ända som är verktygets ledande ända vid införandet av verktyget i gallercellema.

7. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att det stympkoniska ändpartiet (74) avslutas av en invikt läpp (80), som är inbringbar till ingrepp med hjälpmedlet för utdragning av det rörformade verktyget.

8. Anordning enligt krav 5 eller 6, kännetecknad av att rörutdragningsmedlet utgöres av hål (76) i det rörformade verktygets (70) vägg i närheten av den ända av verk- tyget som är dess ledande ända vid dess utdragning från den införda bränslestaven.

9. Anordning enligt något av kraven 1 till 5, kännetecknad av att det rörformade verktyget (70") har samma diameter över hela sin längd.

10. Anordning enligt krav 9, kännetecknad av att det rörformade verktyget (70") har en insnävring (82) utformad vid sin yttre yta i närheten av den ända av verktyget som är dess ledande ända vid införandet av verktyget i gallercellerna.

11. Anordning enligt något av kraven 1 till 5, kännetecknad av att det rörformade verlflyget (90) innefattar en stympkonisk ändpropp (94) som är fast vid verktygets ena ända och har organ (96) anordnade för ingrepp med ett rörinförings- och utdragningsverktyg.

12. Förfarande för användning av anordningen enligt något av kraven l till 10 för underlättande av repningsfritt införande av en bränslestav i celler i stödgaller som bildar del av en kärnbrânslepatron och som är försedda med utsprång för fjädrande fasthållning och lateral stödning av bränslestavar som är införda i cellerna, varvid denna anordning omfattar ett rörformat verktyg, anordnat att placeras så att dess väggar kommer att ligga mellan dessa utsprång och bränslestaven vid bränslestavens införande i cellerna, sos 340 _m_ kännetecknad av stegen att man först inför det rörformade verktyget (70, 70' eller 70") i cellerna (42) i stödgallren (16), därefter inför en bränslestav (18) i det insatta rörformade verktyget, och slutligen drar ut det rörformade verktyget axiellt från den insatta bränslesta- ven, samtidigt som den sistnämnda förhindras röra sig ur sitt införda läge.

13. Förfarande enligt 12, kännetecknad av stegen att man först monterar det rörformade verktyget (70, 70', 70", 90) teleskopiskt på en bränslestav ( 18), inför det rörformade verktyget tillsammans med den däri befintliga bränslestaven i cellema (42) i stödgallren ( 16), samt drar ut verktyget axiellt från den insatta bränslestaven samtidigt som bränslestaven förhindras att röra sig från sitt införda läge.

14. Förfarande enligt krav 13, kännetecknad av att införandet av verktyget (70, 70', 70", 90) och brânslestaven (18) i detta samt utdragningen av det rörformade verktyget från den insatta bränslestaven genomförs som en väsentligen kontinuerlig operation.

15. Förfarande enligt krav 14, kännetecknad av att den införda bränslestaven ( 18) hindras att röra sig genom att man låter en direkt friktionskontakt uppkomma omedelbart före utdragningen av det rörformade verktyget (70, 70', 70", 90) från den införda bránslestaven mellan ett ändparti på bränslestaven och utsprången (46, 48) på det galler (16) som ligger närmast den ända på verktyget som är den eftersläpande ändan vid utdragningen av verktyget.